ΜΠΑΤΑΡΙΕΣ ΓΙΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΑΠΟ... ΞΥΛΟ?

Του Νίκου Λουπάκη

Μια χαρτοβιομηχανία της Ιαπωνίας δηλώνει έτοιμη να κατασκευάσει μπαταρίες – για την ακρίβεια υπερπυκνωτές – για ηλεκτρικά αυτοκίνητα χρησιμοποιώντας ένα προϊόν της επεξεργασίας του ξύλου, τις νανοΐνες κυτταρίνης.

Ακούγεται ενδεχομένως παράδοξο, γνωρίζοντας ότι το ξύλο είναι κακός αγωγός του ηλεκτρισμού, το ενδεχόμενο χρήσης κάποιου προϊόντος του για την κατασκευή μέσων αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας. Κάτι τέτοιο θα ισοδυναμούσε με άλμα στην τεχνολογία, για το οποίο οι περισσότεροι επιστήμονες εκφράζουν τη δυσπιστία τους.

Και όμως, η Nippon Paper Industries Co. θεωρεί ότι με τη χρήση νανοϊνών κυτταρίνης (cellulose nanofiber [CNF]) -υλικού που παράγεται από τον εξευγενισμό ξυλοπολτού σε μέγεθος εκατοστών του ενός μικρού (1,0 μm = 10-6m) ή και ακόμα μικρότερο, και χρησιμοποιείται επί του παρόντος σε προϊόντα όπως πάνες ή συμπληρώματα διατροφής- μπορούν να κατασκευαστούν υπερπυκνωτές που θα μπορούσαν να αποθηκεύσουν και να απελευθερώσουν ενέργεια με εξαιρετικά βελτιωμένη απόδοση και λιγότερες περιβαλλοντικές επιπτώσεις, σε σχέση με τις υπάρχουσες μπαταρίες.

Άποψη των εγκαταστάσεων παραγωγής νανοϊνών κυτταρίνης της Nippon Paper.

Και για να πιστέψουμε ότι τα πράγματα είναι σοβαρά, η εταιρεία δηλώνει ότι θα έχει ένα τέτοιο, πιλοτικό σύστημα αποθήκευσης ενέργειας έτοιμο για επίδειξη στην έκθεση World Expo στην Οζάκα το 2025, με σκοπό να εμπορευματοποιήσει πλήρως την τεχνολογία αυτή μέσα σε μια δεκαετία.

Σημειώστε στο σημείο αυτό ότι βασική διαφορά μεταξύ υπερπυκνωτών και μπαταριών είναι ότι οι πρώτοι συγκρατούν ηλεκτρόνια σε ηλεκτρικό πεδίο, ενώ οι δεύτερες αποθηκεύουν ενέργεια σε χημική μορφή. Κάτι που σημαίνει ότι οι υπερπυκνωτές είναι ιδανικοί για σύντομες, εκρηκτικές αποδόσεις ισχύος (όπως συμβαίνει στο φλας μιας φωτογραφικής μηχανής), αλλά έχουν μόνο ένα κλάσμα της χωρητικότητας μιας μπαταρίας ιόντων λιθίου.

Η Lamborghini Sian είναι ένα υβριδικό supercar 819 ίππων που χρησιμοποιεί υπερπυκνωτές αντί για μπαταρία.

Αυτός είναι και ο λόγος που οι υπερπυκντωτές χρησιμοποιούνται επί δεκαετίες σε εξειδικευμένες εφαρμογές, όπως σε συστήματα εφεδρικής μνήμης για φορητούς υπολογιστές, για τον έλεγχο του βήματος των πτερυγίων των ανεμογεννητριών ή για την ανάκτηση ενέργειας κατά το φρενάρισμα σε ορισμένα υβριδικά και plug-in οχήματα.

Ωστόσο, δεν έπαψαν ποτέ να φαντάζουν ως εκείνο το σύστημα αποθήκευσης ενέργειας που θα προσέφερε δραματικά μικρότερους χρόνους επαναφόρτισης, θα ήταν πιο ασφαλές, ενώ παράλληλα θα εξασφάλιζε και κάτι εξαιρετικά σημαντικό: τη μηδενική εξάρτηση από ακριβά μέταλλα όπως κοβάλτιο ή νικέλιο.

Και παρόλο που οι υποστηρικτές των μπαταριών λιθίου, βασιζόμενοι στην ταχύτατη εξέλιξη της τεχνολογίας τους, έχουν καταφέρει να κατεβάσουν το χρόνο σχεδόν πλήρους φόρτισης μιας μεγάλης μπαταρίας (ικανής να δώσει 300 – 400 χιλιόμετρα αυτονομίας) στη μισή ώρα, με τη χρήση φυσικά ταχυφορτιστών DC υψηλής ισχύος (άνω των 100 kW), oι υποστηρικτές των υπερπυκνωτών επιμένουν ότι έχει νόημα να προσπαθήσουμε και άλλο για να τους εξελίξουμε.

Φαίνεται λοιπόν ότι η ενεργειακή τους πυκνότητα ήδη βελτιώνεται, ενώ χρησιμοποιώντας το CNF οι ειδικοί επιστήμονες θεωρούν ότι μπορούν να κάνουν ένα ακόμη σημαντικό βήμα προς τα εμπρός.

Σύμφωνα λοιπόν με ομάδα επιστημόνων, υπάρχουν αποδείξεις ότι οι υπερπυκνωτές που χρησιμοποιούν CNF μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την αποθήκευση μεγάλων ποσοτήτων ηλεκτρικής ενέργειας, γεγονός που θα τους καταστήσει κατάλληλους όχι μόνο για φορητές ηλεκτρονικές συσκευές, αλλά για χρήση στον τομέα των μεταφορών καθώς και για αποθήκευση ενέργειας που προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές.

Η τοποθέτηση υπερπυκνωτών σε ηλεκτρικά οχήματα, αντί των μπαταριών λιθίου, θα ήταν η «απόλυτη εφαρμογή» που απαιτεί όμως να λυθούν μια σειρά ζητήματα, όπως αυτό της υψηλότερης τάσεις που χρησιμοποιείται στα σύγχρονα ηλεκτρικά αυτοκίνητα.

Αναδημοσίευση από energypress.gr